DIN EN 1993-1-3 Kaltgeformter Stahl Free

EN 1993-1-3 Pfettenberechnung

Kaltgeformte C/Z-Profile — Biegung, BDK, Stegtraglast, Durchbiegung

Inputs

Sheeting restrained → χLT = 1.0 (§6.2.4(1))

Ergebnisse

BESTANDEN
Maßgebende Prüfung: Web crippling Rw,Rd (§6.1.7)
MEd
5.67 kNm
wEd
1.26 kN/m
Weff
38,760 mm³
χLT
1
Purlin — simply supported, UDL
w_Ed L = 6 m δ = 18.7 mm
Check Demand / Capacity η
Bending Mc,Rd (§6.1.4) 5.7 kNm / 13.6 kNm
42%
LTB Mb,Rd (§6.2.4) 5.7 kNm / 13.6 kNm
42%
Web crippling Rw,Rd (§6.1.7) 3.8 kN / 5.8 kN
66%
Deflection δ (EN 1990 A1) 18.7 mm / L/200 = 30.0 mm
62%

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Worked example — C200×65×20×2.0, S350GD, 6 m span, 1.5 m spacing

Step 1 — Design loads (ULS)

Dead + live = 0.60 kN/m², wind suction = 0.45 kN/m².
Line load: w = 0.60 × 1.5 = 0.90 kN/m (gravity), w_wind = 0.45 × 1.5 = 0.675 kN/m
ULS: w_Ed = max(0.90 × 1.40, 0.675 × 1.50) = max(1.26, 1.01) = 1.26 kN/m

Step 2 — Design moment

M_Ed = w_Ed × L² / 8 = 1.26 × 6² / 8 = 5.67 kNm

Step 3 — Effective section modulus (§5.5.3)

W_gross = I_y / (h/2) = 4.56×10⁶ / 100 = 45 600 mm³
Reduction factor (pre-computed for local buckling) = 0.85
W_eff = 0.85 × 45 600 = 38 760 mm³

Step 4 — Bending capacity Mc,Rd (§6.1.4)

Mc,Rd = W_eff × f_yb / γ_M0 = 38 760 × 350 / 1.0 = 13.57 kNm
η (bending) = M_Ed / Mc,Rd = 5.67 / 13.57 = 0.418  → PASS

Step 5 — LTB (sheeting restrained case)

Sheeting provides continuous lateral restraint → χLT = 1.0 per §6.2.4(1).
Mb,Rd = χLT × Mc,Rd = 13.57 kNm. η = 0.418.

Step 6 — Web crippling at support (§6.1.7)

Support reaction: R = 1.26 × 6 / 2 = 3.78 kN
R_w,Rd (C1=5.0, s_s=100mm, t=2.0, f_yb=350) ≈ 15.3 kN
η (web crippling) = 3.78 / 15.3 = 0.247  → PASS

Step 7 — Deflection (SLS, EN 1990 A1)

I_eff = 0.85 × 4.56×10⁶ = 3.876×10⁶ mm⁴
δ = 5 × w_char × L⁴ / (384 × E × I_eff)
  = 5 × (0.90×1000/1000) × 6000⁴ / (384 × 210 000 × 3.876×10⁶)
  ≈ 6.3 mm
Limit L/200 = 6000/200 = 30 mm  →  6.3 / 30 = 0.21  PASS ✓

Result — PASS. Governing: Bending η = 41.8%

C200×65×20×2.0 at S350GD is well within capacity for these loads. Could step down to C150 or upgrade to continuous span system for tighter grid.

Frequently asked questions

Was ist das wirksame Widerstandsmoment Weff nach EN 1993-1-3? +
Weff berücksichtigt das örtliche Beulen dünnwandiger Elemente nach §5.5.3. Die wirksame Breite gedrückter Teile wird anhand der Plattenschlankheit λ̄p reduziert. Für C/Z-Pfetten aus S350GD beträgt die Abminderung Weff/Wgross typischerweise 83–87 %.
Wann ist Biegedrillknicken (BDK) maßgebend? +
BDK ist maßgebend bei ungekoppelten Pfetten ohne seitliche Abstützung. Bei Trapezblech-Anbindung gilt χLT = 1,0 nach §6.2.4(1), da das Blech kontinuierliche Seitenstützung liefert. Bei ungekoppelten Stützweiten > 4 m mit S450GD kann der BDK-Faktor unter 0,70 fallen.
Was ist Stegbeulen und wann ist es maßgebend? +
Stegtraglast (Rw,Rd nach §6.1.7) ist das örtliche Versagen des Stegs am Auflager. Maßgebend bei flachen Profilen (h ≤ 150 mm) mit hohen Auflagerkräften. Die Tragfähigkeit hängt von t², fyb und der Auflagerlänge ss ab.
Welcher Durchbiegungsgrenzwert gilt für Dachpfetten? +
EN 1990 Anhang A1 und Nationale Anhänge schreiben für Dachbauteile unter veränderlichen Einwirkungen typischerweise L/200 vor. Einige NA erlauben L/150 für unempfindliche Dachhaut. FrameAI setzt standardmäßig L/200 (konservativ) an.
Welche Faustregel gilt für das Stützweiten-Höhen-Verhältnis? +
Ein praktischer Ausgangspunkt ist L/h ≤ 25–30 für Einfeldpfetten. Für eine Stützweite von 6 m ist ein C200 oder Z200 bei üblichen europäischen Dachlasten in der Regel ausreichend. Durchlaufende Pfetten können durch Momentumlagerung flachere Profile nutzen.

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